Byggesten i livet kan dannes længe før stjerner

Et internationalt hold af forskere har vist, at glycin, den enkleste aminosyre og en vigtig byggesten i livet, kan dannes under de barske forhold, der styrer kemien i rummet.

Resultaterne, udgivet i Natur astronomi , foreslår, at glycin, og meget sandsynligt andre aminosyrer, dannes i tætte interstellare skyer i god tid før de omdannes til nye stjerner og planeter.

Kometer er det mest uberørte materiale i vores solsystem og afspejler den molekylære sammensætning, der var til stede på det tidspunkt, hvor vores sol og planeter lige var ved at dannes. Påvisningen af ​​glycin i koma af kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko og i prøver returneret til Jorden fra Stardust-missionen tyder på, at aminosyrer, såsom glycin, dannes længe før stjerner. Men indtil for nylig, man troede, at glycindannelse krævede energi, sætter klare begrænsninger for det miljø, det kan dannes i.

I den nye undersøgelse, det internationale hold af astrofysikere og astrokemiske modelbyggere, hovedsagelig baseret på Laboratory for Astrophysics ved Leiden Observatory, Holland, har vist, at det er muligt for glycin at dannes på overfladen af ​​iskolde støvkorn, i mangel af energi, gennem 'mørk kemi'. Resultaterne modsiger tidligere undersøgelser, der har antydet, at UV-stråling var påkrævet for at producere dette molekyle.

Dr. Sergio Ioppolo, fra Queen Mary University of London og hovedforfatter af artiklen, sagde:"Mørk kemi refererer til kemi uden behov for energetisk stråling. I laboratoriet var vi i stand til at simulere forholdene i mørke interstellare skyer, hvor kolde støvpartikler er dækket af tynde lag is og efterfølgende behandlet ved at påvirke atomer, hvilket forårsager forstadier til at fragment og reaktive mellemprodukter for at rekombinere."

Forskerne viste først methylamin, forløberen for glycin, der blev påvist i koma af kometen 67P, kunne dannes. Derefter, ved hjælp af en unik opsætning med ultrahøjt vakuum, udstyret med en række atomare strålelinjer og nøjagtige diagnostiske værktøjer, de var i stand til at bekræfte, at glycin også kunne dannes, og at tilstedeværelsen af ​​vandis var afgørende i denne proces.

Yderligere undersøgelser ved hjælp af astrokemiske modeller bekræftede de eksperimentelle resultater og gjorde det muligt for forskerne at ekstrapolere data opnået på en typisk laboratorietidsskala på kun én dag til interstellare forhold, bygge bro over millioner af år. "Udfra dette finder vi ud af, at lave, men betydelige mængder af glycin kan dannes i rummet med tiden, " sagde professor Herma Cuppen fra Radboud Universitet, Nijmegen, der var ansvarlig for nogle af modelleringsundersøgelserne i papiret.

"Den vigtige konklusion fra dette arbejde er, at molekyler, der betragtes som byggesten i livet, allerede dannes på et stadium, der er et godt stykke tid før starten af ​​stjerne- og planetdannelse, " sagde Harold Linnartz, Direktør for Laboratoriet for Astrofysik ved Leiden Observatory. "Sådan en tidlig dannelse af glycin i evolutionen af ​​stjernedannende områder indebærer, at denne aminosyre kan dannes mere allestedsnærværende i rummet og bevares i hovedparten af ​​isen før inklusion i kometer og planetesimaler, der udgør det materiale, hvorfra i sidste ende planeterne er lavet."

"Når først dannet, glycin kan også blive en forløber for andre komplekse organiske molekyler, " konkluderede Dr. Ioppolo. "Efter samme mekanisme, i princippet, andre funktionelle grupper kan tilføjes til glycin-rygraden, resulterer i dannelsen af ​​andre aminosyrer, såsom alanin og serin i mørke skyer i rummet. Til sidst, denne berigede organiske molekylære beholdning er inkluderet i himmellegemer, som kometer, og leveret til unge planeter, som det skete med vores Jord og mange andre planeter."